CC BY
33
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ УДК: 612.27:612.015.3
Медицинский вестник Юга России
Т.С. Колмакова1, Н.В. Бойко2
УЧАСТИЕ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ В АДАПТАЦИИ К ГИПОКСИИ ПРИ НОСОВЫХ
КРОВОТЕЧЕНИЯХ
Ростовский государственный медицинский университет, 1кафедра медицинской биологии и генетики, 2кафедра болезней уха, горла и носа Россия, 344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. E-mail: [email protected]
Цель: провести сравнительное изучение свободно-радикального окисления в крови больных с однократным и рецидивирующим носовым кровотечением.
Материалы и методы: у 98 больных с однократными и рецидивирующими носовыми кровотечениями определяли содержание малонового диальдегида, супероксиддисмутазы и суммарную пероксидазную активность в эритроцитах крови.
Результаты: при рецидивирующих носовых кровотечениях отмечается снижение содержания эритроцитов и гемоглобина в крови, что приводит к гипоксии. У этой группы СРО является участником процесса адаптации к гипоксии: повышение активности супероксиддисмутазы защищает эритроциты от оксидативного повреждения. Пробы с физической нагрузкой показали, что резерв антиоксидантной системы крови больных с рецидивирующими НК низкий.
Выводы. При рецидивирующих носовых кровотечениях тяжесть состояния больного во многом зависит от резерва системы свободнорадикального окисления.
Ключевые слова: свободно-радикальное окисление, гипоксия, носовые кровотечения.
T.S. Kolmakova1, N.V. Boyko2
FREE RADICAL OXIDATION AND ITS PART IN HYPOXIA ADAPTATION IN EPISTAXIS
Rostov State Medical University, Medical Biology and Genetics Department, 2ENT Department
29 Nakhichevansky st, Rostov-on-Don, 344002, Russia. E-mail: [email protected]
Purpose: A comparative study of free radical oxidation in the blood of those suffering from single and recurrent epistaxis.
Materials and Methods: In 98 patients malon dialdegid, superoxiddismutase and total peroxidase activity of blood red cells were examined.
Results: Recurrent epistaxis is shown to be followed by a deteriorated content of red blood cells and haemoglobin, which may result in hypoxia. In this group, FRO takes part in hypoxia adaptation: increased superoxide scavenger activity protects red cells from oxidative damage. Physical exercise tests have proved a low reserve of the anti-oxidant system in the blood of recurrent epistaxis patients.
Summary: The state of the patient, suffering from recurrent epistaxis depends on free radical oxidation system reserves.
Key words: free radical oxidation, hypoxia, epistaxis.
Введение
Носовые кровотечения (НК) занимают первое место среди спонтанных кровотечений, которые в ряде случаев имеют упорный рецидивирующий характер или бывают очень обильными, что представляет реальную угрозу для жизни больного. Постоянство объема и состава циркулирующей крови является обязательным условием поддержания гомеостаза всего организма, поэтому любая кровопотеря, наряду с изменениями в системе свертывания крови, вызывает формирование механизмов компенсации. Важным звеном патогенеза кровопотери является снижение количества эритроцитов в циркуляции и развитие гипоксемии. При наличии постгеморрагической анемии развивается гипоксия - универсальный патологический процесс, который является основной причиной нарушения метаболизма и функций жизненно важных органов при многих заболеваниях. Независимо от вида гипоксии, в основе характерных для нее нарушений лежат энергодефицит и нерегулируемая активация свободнорадикальных процессов [1]. Одной из причин развития гипоксии служит нарушение газотранспортной функции крови, которая прямо связана с состоянием мембран эритроцитов, так как функциональная целостность мембран обеспечивает прохождение кислорода и солей угольной кислоты в эритроцит и из него. Процессы, протекающие на мембранах, зависят от активности свободнорадикального окисления (СРО). Нарушение функционального равновесия между активностью окислительных процессов и антиокси-дантной защиты приводит к оксидативному нарушению целостности мембран [2]. Носовые кровотечения, как и другие кровотечения, могут стать причиной необратимых повреждений мембран эритроцитов и привести к летальному исходу из-за развившейся некомпенсируемой гипоксии основных систем органов жизнеобеспечения.
Целью настоящего исследования явилось изучение системы свободнорадикального окисления в крови больных с однократными и рецидивирующими носовыми кровотечениями.
В задачи исследования входило:
1. Исследование динамики изменений клеточного состава крови у больных с рецидивирующими НК.
2. Сравнительное изучение показателей перекисного окисления липидов и активности ферментов антиокси-дантной защиты в крови при однократных и рецидивирующих НК.
3. Изучение изменений системы свободнорадикально-го окисления в условиях умеренной гипоксии у больных однократными и рецидивирующими НК.
Материалы и методы
Мы исследовали 98 больных, поступивших в ЛОР клинику РостГМУ в порядке неотложной помощи по поводу НК. Больные были разделены на 2 группы:
1 группа - 54 больных с однократными НК, которым при поступлении в ЛОР клинику была произведена тампонада полости носа, либо кровотечение остановлено бестампонным способом. Причинами НК были гипертоническая болезнь (40 больных) и травма (14 больных).
2 группа - 44 больных с рецидивирующими НК, состояние которых было расценено как среднетяжелое. Причиной НК у всех больных был гипертонический криз.
Контрольную группу составили 20 здоровых людей из числа доноров.
Исследование клеточного состава крови больных с рецидивирующими НК проводилось ежедневно.
Интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) изучали по содержанию в эритроцитах конечного продукта ПОЛ - малонового диальдегида (МДА). О состоянии системы антиоксидантной защиты судили по активности фермента супероксиддисмутазы (СОД) и суммарной пероксидазной активности (СПА) в эритроцитах крови [3].
Результаты исследования подвергались статистической обработке с определением достоверности различий между группами по 1-критерию Стьюдента с использованием программы 81а11811са 5.а.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования показали, что при однократных НК показатели крови больных практически не отличаются от контрольных значений. При рецидивирующих НК отмечается прогрессивное снижение количества эритроцитов в крови и гемоглобина начиная со 2 суток от момента возникновения НК и до 5-7 дня. (табл. 1)
Таблица 1
Показатели крови больных с однократными и рецидивирующими НК
Группы обследуемых Гемоглобин г/л Эритроциты 10 12/л
Контроль п=20 146,2±2,7 4,82±0,24
1 группа п=54 139,7±2,4 4,70±0,36
2 группа п=44 117,5±2,4* 3,89±0,37*
Примечание: знаком * обозначены достоверные изменения по сравнению с контролем.
Такие данные свидетельствуют об отсутствии нарушений гомеостаза у больных 1 группы и о формирование постгеморрагической анемии у больных 2 группы, что приводит к развитию гипоксии. В связи с этим представило интерес провести сравнительное изучение системы СРО в крови больных НК.
Известно, что любая травма приводит к изменению в системе СРО. Однократные НК не явились исключением. У больных этой группы было установлено усиление системы, на что указывает повышение активности СОД на 24% в эритроцитах при незначительном снижении в сыворотке крови. Очевидно, эти изменения носят приспособительный характер, направленный на ограничение СРО в эритроцитах, защищая их тем самым от оксидатив-ного повреждения. Свидетельством усиления ПОЛ при однократных НК служит повышение содержания МДА как в эритроцитах, так и в сыворотке крови больных этой группы на 25% и 34% соответственно (табл. 2).
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Медицинский вестник Юга России
Таблица 2.
Показатели свободнорадикального окисления в крови больных с НК (M±m).
Показатели
Группы СОД МДА
больных Сыворотка (усл.ед/л) Эритроциты (усл.ед/мл суспензии) Сыворотка (нмоль/мг липидов) Эритроциты (нмоль/мл суспензии)
Контрольная группа (п=20) 269±7,8 200±17,2 134,4±11,5 144,58±9,3
Однократные НК (п=54) 230±8,2 248±9,6* 183±12,2* 180,6±11,3*
Рецидивир. НК (2 группа) (п=44) 363±9,8* 261±16,2* 109±8,4* 186±14,2*
Примечание: обозначения см. таблицу 1.
У больных 2 группы с рецидивирующими НК отмечаются изменения в системе СРО, которые позволяют предполагать существование уже сформировавшихся механизмов адаптации к условиям умеренной гипоксии, вызванной кровопотерей (табл. 2).
Подтверждением служит повышение активности СОД как в эритроцитах (на 30%), так и в сыворотке крови (на 35%). Значительное повышение активности антиокислительной системы в сыворотке крови указывает на формирование адаптационных процессов к условиям умеренной гипоксии, вызванной повторными носовыми кровотечениями. Известно, что гипоксия вызывает повреждение биологических мембран с выходом в кровь мембранотоксичных факторов, к числу которых относятся и промежуточные продукты СРО, поэтому активация защитных механизмов является необходимым условием для сохранения окислительного гомеостаза [4].
Как показали наши исследования, при рецидивирующих НК в сыворотке крови больных 2 группы антиокси-дантная система эффективно ограничивает накопление мембранотоксичных продуктов ПОЛ, на что указывает снижение содержания МДА на 19% по сравнению с контролем. Однако в эритроцитах отмечается накопление продуктов пероксидации, здесь уровень МДА на 29% выше контрольного (табл. 2). Очевидно, разнонаправ-ленность изменения содержания МДА в сыворотке и эритроцитах больных 2 группы связана с более высокой емкостью системы антиоксидантной защиты в сыворотке крови, которая представлена как ферментами, так
и неферментными компонентами, поддерживающими гомеостаз крови в целом. Разрушение продуктов СРО, обладающих мембранотоксическими свойствами, является важнейшим звеном защиты мембран форменных элементов от факторов агрессии со стороны плазмы. Накопление МДА в мембранах эритроцитов может стать свидетельством изменения их функций, вызванным развивающейся гипоксией. Изменения функционального состояния форменных элементов крови могут носить как адаптационный, так и компенсаторный, то есть, патологический характер.
Адаптационный потенциал системы свободноради-кального окисления (СРО) оценивали в условиях умеренной гипоксии, вызванной форсированной физической нагрузкой в виде 20 приседаний за 40 секунд. Такая физическая нагрузка вызывает необходимое усиление доставки кислорода к работающим мышцам. Это приводит к изменению функционального состояния мембран эритроцитов, обеспечивая компенсацию гипоксического состояния мышц [5]. Изменение кислородного режима крови отражается на процессах СРО в мембранах форменных элементов крови. Исходное соотношение процессов пероксидации и АО емкости крови может явиться ключевым моментом в обеспечении газотранспортной функции крови при развитии гипоксии. В таблице 3 представлены результаты изучения активности суперок-сиддисмутазы и суммарной пероксидазной активности сыворотки крови больных с НК до и после физической нагрузки.
Таблица 3.
Влияние физической нагрузки на СРО в сыворотке крови больных с НК ДО ± m)
Группы больных Показатели
До физической нагрузки После физической нагрузки
СПА (усл.ед) СОД (усл.ед/л) СПА (усл.ед) СОД (усл.ед/л)
Однократные НК 3,315±0,22 230,65±8,2* 2,811±0,26 279,70±8,0*
Рецидивир. НК 2,838±0,12* 293,62±9,1** 2,127±0,18** 257,49±9,5**
Примечание: обозначения см. таблицу 1.
Как было отмечено выше, у больных 2 группы с рецидивирующими НК в исходном состоянии активность СОД выше, чем у больных с однократными НК, что, очевидно, является механизмом адаптации к развивающемуся гипоксическому состоянию и защищает эритроциты от окислительного повреждения. Подтверждается это и более низкой пероксидазной активностью крови больных с рецидивирующими НК по сравнению с этим показателем у больных с однократными НК (на 26%).
После физической нагрузки становится очевидной несостоятельность системы АО защиты крови больных с рецидивирующими кровотечениями. У больных этой группы отмечается снижение обоих изучаемых показателей. Угнетение активности СОД (13%) указывает на снижение емкости АО защиты, а падение пероксидации (на 25%) свидетельствует о неспособности системы утилизировать кислород, дополнительно поступающий в кровь при физической нагрузке. У больных с однократными НК сохраняется возможность вовлечения в адаптационные процессы системы СРО при физической нагрузке, на что указывает повышение активности СОД на 21% при неизменном уровне пероксидазной активности.
Как следует из полученных нами данных, при однократных НК в крови больных формируется адекватная реакция системы СРО, которая сопровождается активацией окислительных процессов и усилением звена АО защиты. Подобные изменения говорят о способности системы реагировать на изменение сосудистого гемостаза и формировать компенсаторные механизмы, поддерживающие окислительный гомеостаз крови. Состоятельность
АО системы крови больных с однократными НК обеспечивает защиту мембран эритроцитов от окислительного стресса [6], а проба с физической нагрузкой выявила наличие резерва этой защиты.
У больных 2 группы с рецидивирующими НК явно просматриваются процессы адаптации системы СРО к гипоксии, вызванной кровопотерей. Прежде всего, это повышение уровня АО защиты сыворотки крови, что приводит к ограничению накопления продуктов ПОЛ, обладающих цито- и мембранотоксическими эффектами. Однако при действии дополнительного неспецифического фактора - физической нагрузки - выявляется несостоятельность адаптационно-компенсаторных механизмов антиоксидантной защиты, что проявляется угнетением ее основного фермента - супероксиддисмутазы и падением пероксидации, указывающим на неспособность системы утилизировать дополнительно поступающий кислород.
Заключение
При рецидивирующих носовых кровотечениях тяжесть состояния больного во многом зависит от резервных возможностей системы свободнорадикального окисления. Проба с физической нагрузкой показала, что исходное функциональное состояние системы СРО, ее возможность адекватно реагировать на изменение потребления кислорода отдельными органами и организмом в целом является одним из факторов, определяющих формирование адаптационно-компенсаторных механизмов к гипоксии при НК.
ЛИТЕРАТУРА
Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функци-олнальной активности клеток (жизнь и смерть, создание и разрушение). Физиологические и биохимические аспекты. -СПб.: Медицинская пресса, 2006. - 400с. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. Окислительный стресс: патологические состояния и заболевания. - Новосибирск.: «Арта», 2008. - 248с.
Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма // Методические рекомендации. - СПб, 2000. -104 с.
4. Genestra M. Oxyd radical, redox-sensetive signaling cascades and antioxidants // Cell. Signal. - 2007. - Vol. 19. - P. 1807-1819.
5. Мембраны эритроцитов Барьер или ворота для кислорода? / И.И. Иванов и соавт. // Доклады МОИП. - 2005. Т.36. -с.53-55.
6. Фатенков В.Н., Зарубина Е.Г., Милянкова М.Н. Нарушение структуры мембран эритроцитов у больных инфарктом миокарда // Кардиология. - 2002. - №6. - С.54-56.
ПОСТУПИЛА: 23.04.2012
